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值立即更新。所以，从图 4 中可以看出寄存器变量 b 被赋值 时引用的是上一个时钟的 a 值，而寄存器变量 c 被赋值时引 用的是 a 的新值。
图 4 ex2 逻辑电路原理图
6 结论
综上所述，我们能到得出以下几点结论： （1）同一个块程序中：阻塞赋值语句是顺序执行的；非 阻塞赋值语句是并行执行的。 （2）在组合逻辑建模中应使用阻塞赋值；在时序逻辑建 模中应使用非阻塞赋值。
[4] 周立功.增强型 80C51 单片机速成与实战[M].北京航 空航天大学出版社，2003，7.收稿日期：2 月 来自7 日 修改日期：3 月 25 日
A/D 转换电路采用了常用的 8 位 8 通道数模转换专用芯 片 ADC0809，ADC0809 由 8 路模拟开头、地址所存与译码器、 8 位 A/D 转换器和三态输出所存缓冲器组成，ADC0809 的主 要性能指标为：
分辨率为 8 位。 最大不可调误差：ADC0809 为_+1LSB。 单电源+5v 供电，基准电压由外部提供，典型值为+5V， 此时允许输入模拟电压 0-5v。 具有所存控制的 8 路模拟选通开关。 可所存三态输出，输出电平与 TTL 电平兼容。 转换速度取于芯片的始终平率，当时钟平率 500KHZ 时，转换时间为 128us。 3.7 晶振及复位电路 晶振电路为单片机 AT89S51 工作提供时钟信号，芯片中 有一个用于构成内部振荡器的高增益反响放大器，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是该放大器的输入端和输出端，这个 放大器与作为反馈元件的片外石英浸提或陶瓷谐振荡器一起 构成自激振荡器。电路中的外接石英晶体及电容接在放大器 的反馈回路中构成并联震荡回路，由于外接电容的容量大小 会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的 难易程度及温度稳定性，如果使用石英晶体，电容的容量大 小范围在 30PF-/+10PF.如果使用陶瓷谐振，则电容容量大小 为 40PF-/+10PF。本设计中使用石英晶体，电容的容值设定 为 30PF。 复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直 至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定 后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源 插头分合过程中引起的抖动而影响复位。单片机在启动时都 需要复位，以使 CPU 及系统各部件处于初始状态，并从初态 开始工作。AT89C51 的复位信号是从 REST 引脚输入到芯片 内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振
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基于 51 单片机的智能家居监测系统硬件设计
周兴中 陈万林 刘林菊 何艳霞
（湖南科技学院 计算机与通信工程系，湖南 永州 425100）
摘 要 提出了一种智能家居监测系统的硬件设计方案。该设计以 AT89S51 单片机为控制器，利用多传感器信息融合
技术开发了可用于智能家居监控的报警系统，系统包括室内的温度、湿度、煤气、烟雾监控报警。测试结果表明，该系统操 作简单、安全可靠、扩展性好。
湿度传感器选择 DHT11 数字湿度传感器，是一款含有已 校准数字信号输出的温湿度复合传感器。传感器包括一个电 阻式感湿元件和一个 NIC 测温元件，超快响应、抗干扰能力 强。 3.4 烟雾传感器
MQ 系列传感器的敏感材料是活性很高的金属氧化物半 导体。金属氧化物半导体在空气中被加热到一定温度时，氧 原子被吸附在带负电荷的半导体表面，半导体表面的电子会 被转移到吸附氧上，氧原子就变成了负氧离子，同时在半导 体表面空间形成一个正的空间电荷层导致表面势垒升高。从 而阻碍电子波动。在敏感材料内部，自由电子必须穿过金属
（3）无论是阻塞赋值语句还是非阻塞赋值语句，若在该 语句之前对其值进行应用，则只能引用其上一个时钟周期赋 于的旧值。
参考文献：
[1] 刘波. 精通Verilog HDL语言编程[M]. 电子工业出 版社，2007.5.
[2] 田耘，许文波，胡彬. Xilinx ISE Design Suite 10.x FPGA开发指南[M]. 人民邮电出版社，2008，11.
2 系统总体设计
智能家居监控系统的总体结构框图如图 1 所示，该系统 主要由数据采集模块、单片机控制模块、显示模块和报警模 块组成。
单 蜂鸣报警电路
模
片
数 显示电路
转
换
器
机
键
盘
图 1 系统总体结构框图
单片机是整个监测报警系统的核心，系统的工作原理是： 先通过传感器（包括温感、湿感、烟感和煤气浓度传感器） 将现场温度湿度、煤气浓度和烟雾浓度等非电信号转化为电 信号，调理电路将传感器输出的电信号进行调理（放大、滤 波等）是指满足 A/D 转换的要求，最后由 A/D 转换电路，完
成将模拟信号到数字信号的转换，单片机判断是否发生异常， 如果环境有异常系统将显示并报警。按实现功能主要包括： 主控制模块，采用 AT89S51 单片机作为主控单元；温度检测 模块，采用 DS1820 温度传感器采集温度数据；湿度检测模 块，采用 DHT11 湿度传感器采集湿度数据；煤气浓度检测模
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（上接第 13 页） 荡器稳定后，如果 REST 引脚上有一个高电平并维持 2 个机 器周期（24 个振荡周期）以上，则 CPU 就可以响应并将系统 复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位， 本设计采用的是手动按钮复位。
手动按钮复位需要人为在复位输入端 REST 上加入高电 平，采用的办法是在 REST 端和正电源 Vcc 之间接一个按钮。 当人为按下按钮时，则 Vcc 的=5V 电平就会直接加到 REST 端，系统复位。由于人的动作再快也会使按钮保持接通数十 毫秒，所以，设计完全能够满足复位的时间要求。复位电路 中 SW-PB 为手动复位开关，电容 CH1 可避免高频谐波对电 路的干扰。 3.8 显示及报警电路
设计中显示器选用的是 LCD1602 液晶显示器。LCD1602 为字符型液晶显示器，分为带背光和不带背光的两种，主要 技术参数；显示荣景，16*2 个字符；芯片工作电压，4.5V-5.5V； 工作电流，2.0mA；模块最佳工作电压，5V 字符尺度， 2.95*4.35mm.LCD1602 共有 16 个引脚，引脚说明如下：1 脚， VSS，电源地；2 脚，VDD，电源正极，接+5V；3 脚，VL， 液晶显示偏压，接正电源时对比度较弱，接地时对比度最高； 4 脚，RS，数据/命令选择，高电平时选择数据寄存器，低电 平时选择指令寄存器；5 脚。R/W，读./写选择，高电平时进 行读操作，低电平时进行写操作，当 RS 和 R/W 共为低电平
时可以写入指令或显示地址，当 RS 为低电平 R/W 为高电平 时可以读信号，当 RS 为高电平 R/W 为低电平时可以写入数 据；6 脚，E，使能信号，当 E 端由高电平跳变为低电平时， 液晶快执行命令；7-14 引脚，D0-D7，8 位双向数据线；15 脚，BLA，背光源正极；16 脚，BLK，背光源负极。
参考文献
[1] 陈家佳，肖丽.智能家居中环境监测系统的研究与应 用[J].世界电子元器件，2011，34（11），34-38.
[2] 杨浩杰，韩秀玲.一种智能家居监控系统的设计[J].微 型电脑应用，2011，27（2），49-55.
[3] 耿佳，李耀，章磊.一种智能家居监控系统的设计[J]. 微计算机信息，2009，25（2），208-210.
关键字 单片机；传感器；智能家居
1 引言
生存环境的舒适与安全是人类永恒追求的物质目标。随 着计算机技术、通信技术、控制技术的飞速发展，人们对居 住环境提出了更高的要求，希望居住在一个生活现代化，环 境舒适化、安全化的生活空间。智能家居的概念由此而生， 人们通过智能家居系统实现家庭设备与住宅环境的智能化监 控与管理，从而满足人类对居住环境的需求[1]。而提供用户全 面、可靠的环境监测信息是智能家居系统中尤为关键的部分 之一。通过环境监测系统，用户可以实时获得居住环境的信 息，如：温湿度、毒气浓度、火灾信息等。并将采集到的环
氧化物半导体微晶粒结合部位（晶界）才能形成电流。 MQ-2 可用于家庭和工厂的气体泄漏检测装置，适宜于
液化气、丁完、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。 3.5 煤气传感器
MQ-5 气体传感器对液化气、天然气、城市煤气有较好 的灵敏度，对乙醇、烟雾几乎不响应。主要应用于家庭或工 业上对液化气、天然气、煤气的检测装置优良的抗乙醇、烟 雾干扰能力。 3.6 A/D 转换模块
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块，采用 MQ-5 传感器采集数据；烟雾浓度检测模块，采用 MQ-6 传感器采集数据；液晶显示模块，采用 SMC1602A 液 晶显示器显示；报警模块，采用蜂鸣器报警。
3 系统硬件设计
3.1 微控制器模块 本系统中的控制芯片是 AT89S51[4]，它是一种带 4K 字节
闪烁可编程可擦除只读存储器（EPEROM）和 128 字节的随 机存取数据存储器（RAM）的低电压、高性能 CMOS 8 位微 处理器，俗称单片机。AT89C51 是一个低功耗搞性能的单片 机，片内置通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元， 可灵活应用于各种控制领域，40 个引脚，32 个外部双向输入、 输出（i/o）端口，同时内含 2 个外中断口，2 个 16 位可编程 定时计数器。2 个全双工穿行通信口。芯片可按照常规方法 进行编程，也可以在线编程，其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器结合在 一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发 成本。 3.2 温度传感器
[3] 田耘，徐文波. Verilog HDL入门（第3版）[M]. 北京 航空航天大学出版社，2008.9.
[4] （美）巴斯克著，夏宇闻，甘伟译. Verilog HDL入 门（第3版）[M]. 清华大学出版社，2008.11.